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React Lanes 模型详解

想象一下一个繁忙的城市交通系统,既有需要紧急通行的救护车,也有日常通勤的公交车和私家车。为了保证交通顺畅,系统必须智能地为不同类型的车辆分配专用车道,并规定它们的通行优先级。React 的 Lanes 模型就扮演着类似的角色,它是 React 并发渲染和调度系统的核心与大脑。

Lanes 是一种用于表示和管理更新优先级、类型以及它们之间关系的复杂机制。它通过一个精巧的位掩码系统,为每一次状态更新分配一个或多个“车道”,从而决定了这次更新是需要紧急同步执行,还是可以被中断、稍后执行。理解 Lane,是深入探索 React 调度阶段、并发特性和性能优化的关键前置知识。

所有与 Lanes 相关的核心逻辑都存放在 react/packages/react-reconciler/src/ReactFiberLane.js 文件中。

Lane 的基石:位掩码

要实现如此高效灵活的“车道”管理系统,React 选择了位掩码(Bitmask)作为其技术基石。位掩码是一种利用二进制位的 01 来表示和操作状态集合的技术。在 React 中,Lanes 系统巧妙地利用一个31位的二进制数,其中每一位都代表一个独立的“车道”(Lane)。

javascript
// 定义一些Lane常量(React实际实现中定义在ReactFiberLane.js)
const SyncLane = 0b0000000000000000000000000000001; // 第1位
const InputContinuousLane = 0b0000000000000000000000000000100; // 第3位
const DefaultLane = 0b0000000000000000000000010000000; // 第8位

// 组合多个Lanes - 使用按位或(|)
const lanes = SyncLane | InputContinuousLane;
// lanes = 0b0000000000000000000000000000101

// 检查是否包含某个Lane - 使用按位与(&)
const hasSyncLane = (lanes & SyncLane) !== 0; // true
const hasDefaultLane = (lanes & DefaultLane) !== 0; // false

// 移除某个Lane - 使用按位与(&)和按位非(~)
const newLanes = lanes & ~InputContinuousLane;
// newLanes = 0b0000000000000000000000000000001

位掩码优势

  • 极高性能 :位操作是CPU最基本的操作,速度极快
  • 紧凑存储 :单个数字即可表示复杂的状态组合
  • 灵活查询 :可以快速检查、添加或移除特定优先级

位掩码为我们提供了表示和操作 Lanes 的高效工具,那么 React 中到底定义了哪些“车道”类型呢?

Lane 的类型分类

  • SyncLane: 最高优先级,用于必须同步执行的更新(例如,由 flushSync 触发的更新,或某些离散的用户输入)。在 ReactFiberReconciler.js 中明确定义。
  • Input Lanes (如 InputContinuousLane, InputDiscreteLane): 用于处理用户输入,确保 UI 响应迅速。离散输入(如点击)通常比连续输入(如拖动)优先级更高。
  • DefaultLane / NormalLane: 普通的异步更新,如 setStateuseEffect 触发的更新。
  • GestureLane: 专门用于处理由手势交互(例如触摸设备上的滑动、捏合缩放等)触发的更新。
  • TransitionLane: 用于通过 startTransition API 标记的更新。这些更新被认为是“可过渡的”,优先级较低,可以被更高优先级的更新中断,以保持 UI 的响应性。React 19 进一步强化了 ActionsuseTransition 的概念,这些都依赖于 Transition Lanes
  • RetryLane: 用于安排之前因 Suspense 而挂起的工作的重试。
  • SelectiveHydrationLane: 用于服务器端渲染 (SSR) 的选择性水合过程,如 ReactFiberReconciler.js 中所示。
  • IdleLane: 最低优先级,用于可以在浏览器空闲时执行的工作,例如离屏渲染或非常低优先级的后台任务。

这些类型的优先级是按照从高到低的顺序排列的,确保了 React 在渲染过程中能够根据优先级来决定如何处理不同类型的更新。

既然 React 定义了如此多样的 Lane,那么当一个更新(如 setState)发生时,它到底是如何智能地为这次更新选择正确的“车道”呢?这就是 requestUpdateLane 函数的核心职责。

如何分配一个合适的 Lane

requestUpdateLane 函数在 React 中扮演着为新的更新请求分配合适“通道”(Lane)的关键角色。这个分配过程并不是随机的,而是会综合考虑当前 React 应用的多种运行情况和上下文信息,以确保更新能够以恰当的优先级和方式进行处理。

下面是移除了开发环境检查的简化版代码:

javascript
export function requestUpdateLane(fiber: Fiber): Lane {
  // 1. 获取 Fiber节点的 mode (模式)
  const mode = fiber.mode;

  // 2. 特殊情况处理:Legacy Mode 
  if (!disableLegacyMode && (mode & ConcurrentMode) === NoMode) {
    return SyncLane;
  }

  // 3. 特殊情况处理:渲染阶段的更新 (Render Phase Update)
  if (
    (executionContext & RenderContext) !== NoContext &&
    workInProgressRootRenderLanes !== NoLanes
  ) {
    return pickArbitraryLane(workInProgressRootRenderLanes);
  }

  // 4. 处理 Transition 更新
  const transition = requestCurrentTransition();
  if (transition !== null) {
    // 调用 requestTransitionLane(transition) 来为这个 Transition 请求一个合适的 Lane。
    return requestTransitionLane(transition);
  }

  // 5. 默认情况:根据事件优先级确定 Lane
  return eventPriorityToLane(resolveUpdatePriority());
}

获取 Fiber 节点的模式 ( fiber.mode ) :

  • 函数首先检查发起更新的 Fiber 节点的 mode 属性,该属性表明了 Fiber 子树的运行模式(Legacy 或 Concurrent)。

处理 Legacy Mode (非并发模式) :

  • 如果当前 Fiber 节点不处于 Concurrent Mode ( (mode & ConcurrentMode) === NoMode ),函数直接返回 SyncLane 。(这里简化了对 disableLegacyMode 的判断,因为现代 React 应用主要运行在 Concurrent 或 Strict Mode 下,Legacy Mode 逐渐被淘汰)。
  • SyncLane 代表最高优先级,意味着更新会被同步、立即执行。

处理渲染阶段的更新 (Render Phase Updates) :

  • 函数检查更新是否发生在 React 的渲染阶段 ( (executionContext & RenderContext) !== NoContext ),并且当前有正在进行的渲染工作 ( workInProgressRootRenderLanes !== NoLanes )。
  • 在渲染阶段直接触发更新是不被官方推荐的做法。为了兼容旧行为,React 会从当前正在渲染的 Lanes ( workInProgressRootRenderLanes ) 中选择一个 Lane ( pickArbitraryLane ) 分配给这个新更新,使其与当前渲染任务使用相同优先级。

处理 Transition 更新 :

  • React 的 startTransition API 允许将更新标记为“过渡性”的,这些更新优先级较低,可被中断。
  • requestUpdateLane 调用 requestCurrentTransition() 检查是否存在活动的 Transition。
  • 如果存在活动 Transition ( transition !== null ),则调用 requestTransitionLane(transition) 。此函数会根据 Transition 配置分配一个或多个 Transition Lanes。

默认情况:根据事件优先级确定 Lane :

requestUpdateLane 函数排除了 Legacy Mode、渲染阶段更新和 Transition 更新这些特殊情况后,就会进入默认的 Lane 分配逻辑。这个过程可以分解为以下两个主要步骤:

1. 解析当前更新的优先级 (resolveUpdatePriority)

首先,React 需要确定当前的更新请求源自何种交互,这是通过 resolveUpdatePriority() 函数完成的,函数会检查当前的执行上下文,例如:

  • 是否在事件处理函数中? 如果是,它会进一步查看这个事件的类型。
    • 离散事件 (Discrete Event):click, keydown, focus 等。这类事件通常由用户的直接、明确的动作触发,期望得到立即反馈。因此,它们会被赋予较高的优先级。
    • 连续事件 (Continuous Event):mousemove, scroll, drag 等。这类事件会频繁触发,如果每次都以最高优先级处理,可能会导致性能问题。因此,它们的优先级相对较低,但仍需保证一定的响应性。
    • 默认事件 (Default Event): 其他不属于上述两类的事件。
  • 是否在 useEffectuseLayoutEffect 的回调中?
  • 是否是其他内部调度(如 setTimeout 回调)?

resolveUpdatePriority() 会根据这些信息返回一个代表事件优先级的常量,例如 DiscreteEventPriority, ContinuousEventPriority, DefaultEventPriority 等。这些常量定义在 react-reconciler/src/ReactEventPriorities.js 中。

2. 将事件优先级映射到具体的 Lane (eventPriorityToLane)

得到事件优先级常量后,resolveUpdatePriority() 函数负责将其转换为一个或多个具体的 Lanes。这个映射关系是 React 调度策略的核心之一,确保不同来源的更新得到差异化的处理。

react-reconciler/src/ReactFiberLane.js 文件中,你可以找到这些映射关系的具体实现。大致的映射规则如下:

  • DiscreteEventPriority (离散事件优先级): 通常会映射到 SyncLane 或一个非常高优先级的 Lane (例如 InputDiscreteLane)。这意味着这类更新会被优先处理,很多情况下会同步执行,以保证用户操作的即时反馈。

    • 例如,用户点击一个按钮触发 setState,这个更新通常会获得 SyncLane,使得 UI 变化立即发生。
  • ContinuousEventPriority (连续事件优先级): 会映射到一个中等优先级的 Lane (例如 InputContinuousLane)。这类更新虽然不如离散事件紧急,但也需要及时响应,以避免用户感觉到卡顿。

    • 例如,用户拖动一个滑块,滑块位置的更新会以 InputContinuousLane 来处理。
  • DefaultEventPriority (默认事件优先级): 会映射到一个较低优先级的 Lane (例如 DefaultLaneNormalLane)。这类更新通常是后台任务、数据获取后的 UI 更新等,它们可以被更高优先级的任务(如用户输入)中断。

    • 例如,useEffect 中发起一个网络请求,请求成功后调用 setState 更新数据,这个更新通常会使用 DefaultLane

这种机制确保了 React 能够:

  • 优先响应用户交互: 来自点击、输入等操作的更新会获得高优先级 Lane,保证 UI 的流畅性和即时性。
  • 合理处理并发更新: 不同优先级的更新可以在不同的 “车道” 上运行,高优先级可以中断低优先级,避免了长时间运行的低优先级任务阻塞关键的用户交互。
  • 灵活适应不同场景: 通过对事件优先级的细致划分,React 能够为各种更新来源分配合适的计算资源。

多车道协同作战:Lanes 的合并与选择

我们已经了解了 React 如何为单次更新分配一个合适的 Lane,但这只是故事的一部分。在真实的复杂应用中,多个不同来源的更新可能同时发生。React 需要一个更高维度的策略来管理这些并发的更新请求。这套策略的核心,就在于 Lanes 的合并与选择机制。

想象一下,调度中心不仅要为每辆车分配车道,还要看着整个交通网络,决定在某个时刻,哪些车道的车可以通行。这就是 root.pendingLanesgetNextLanes 函数所扮演的角色。

1. 作战地图: root.pendingLanes

在 React 的世界里,每一个应用的根节点(FiberRoot)都维护着一个名为 pendingLanes 的字段。你可以把它想象成一张包含了所有待处理任务的“作战地图”。

每当有一个新的更新被调度(即 requestUpdateLane 分配了一个 Lane),这个新的 Lane 就会通过**按位或(|)**操作,被合并到 root.pendingLanes 中。

javascript
// 伪代码:当一个更新被调度时
const newLane = requestUpdateLane(fiber);
root.pendingLanes |= newLane; // 使用 '|' 操作符将新车道并入地图

这意味着 pendingLanes 是一个集合,它包含了当前所有等待被处理的更新的优先级信息。例如,如果一个 DefaultLane 的更新正在等待,此时用户又触发了一个 SyncLane 的更新,那么 pendingLanes 就会变成 DefaultLane | SyncLane

2. 作战指挥官: getNextLanes

有了作战地图,还需要一位指挥官来决定下一步的具体行动。这个指挥官就是 getNextLanes 函数(位于 ReactFiberLane.js)。在每次开始新的渲染工作前,调度器都会调用 getNextLanes(root, wipLanes) 来确定本次渲染要处理哪些 Lanes

getNextLanes 的核心逻辑可以简化为:pendingLanes 中挑选出优先级最高的 Lane(s) 来执行。

在 React 19 的源码中,这个函数的逻辑非常复杂,但其根本目标是清晰的:

javascript
// ReactFiberLane.js (简化逻辑)
export function getNextLanes(root: FiberRoot, wipLanes: Lanes): Lanes {
  const pendingLanes = root.pendingLanes;

  // 1. 如果没有任何待处理的 lane,直接返回
  if (pendingLanes === NoLanes) {
    return NoLanes;
  }

  // 2. 永远优先处理同步 Lane
  const syncLanes = pendingLanes & SyncLane;
  if (syncLanes !== NoLanes) {
    return syncLanes;
  }

  // 3. 其次处理连续输入事件的 Lane
  const continuousLanes = pendingLanes & InputContinuousLane;
  if (continuousLanes !== NoLanes) {
    return continuousLanes;
  }

  // 4. 再次处理默认 Lane
  const defaultLanes = pendingLanes & DefaultLane;
  if (defaultLanes !== NoLanes) {
    return defaultLanes;
  }

  // ... 其他优先级的判断

  // 5. 如果没有特定高优任务,则返回所有待处理任务中优先级最高的那个
  return getHighestPriorityLanes(pendingLanes);
}

这个函数确保了 React 总能优先响应最紧急的任务,从而实现了并发调度的核心价值。

案例:调度策略的实际体现

让我们回到之前的搜索组件案例,但这次我们用 getNextLanes 的视角来分析。

  1. 初始状态: 组件加载,useEffect 中的 setTimeout 触发 setListrequestUpdateLane 分配 DefaultLane。此时 root.pendingLanes 变为 DefaultLane
  2. 调度决策: 调度器调用 getNextLanes,发现 pendingLanes 中只有 DefaultLane,于是返回 DefaultLane,React 开始进行列表的渲染工作。
  3. 中断发生: 在列表渲染的过程中,用户在输入框打字,触发 onChangerequestUpdateLane 分配 SyncLaneroot.pendingLanes 通过 |= SyncLane 操作,变为 DefaultLane | SyncLane
  4. 新的调度决策: 由于新的高优先级任务到来,React 中断当前渲染。它再次调用 getNextLanes。这一次,pendingLanesDefaultLane | SyncLane。根据 getNextLanes 的逻辑,它会立刻发现并返回 SyncLane
  5. 高优任务执行: React 开始处理 SyncLane 的渲染任务,即更新输入框的值。这个过程是同步的,用户立即看到反馈。
  6. 后续处理: 当 SyncLane 的任务完成后,root.pendingLanes 中会移除 SyncLane,剩下 DefaultLane。在下一个调度周期,getNextLanes 将会选中 DefaultLane,继续完成之前被中断的列表渲染任务。

通过这套机制,React 实现了高效、有序的并发任务处理,确保了用户体验的流畅。

防止拥堵:饥饿问题与过期机制

并发调度系统虽然强大,但存在一个潜在的风险:饥饿问题(Starvation)。如果高优先级的任务持续不断地涌入,那么低优先级的任务可能会一直被推迟,永远没有机会执行,就像在高速公路上,如果应急车道一直有车,普通车道的车就可能一直无法并线。

为了解决这个问题,React 引入了一套巧妙的过期(Expiration)机制,确保即使是最低优先级的任务,最终也能得到执行的机会。

1. 为任务标记“保质期”

在 React 内部,当一个更新被创建时,除了分配 Lane,还会计算一个过期时间(expirationTime,并将其存储在 FiberRoot 上的 expirationTimes 映射中。这个过期时间代表了该任务最晚必须被执行的时间点。

javascript
// ReactFiberLane.js (简化概念)
export function markRootUpdated(root: FiberRoot, updateLane: Lane) {
  root.pendingLanes |= updateLane;

  // 计算一个过期时间
  const expirationTime = computeExpirationTime(updateLane, ...);
  // 记录这个 Lane 的过期时间
  markStarvedLanesAsExpired(root, expirationTime);
}

2. 强制执行过期任务

getNextLanes 的决策过程中,它不仅会检查各个 Lane 的优先级,还会检查是否有 Lane 已经过期

ReactFiberWorkLoop.jsensureRootIsScheduled 函数中,有专门的逻辑来处理过期任务。它会调用 markStarvedLanesAsExpired,检查 pendingLanes 中是否有任务的 expirationTime 已经小于当前时间。如果有,React 会采取一个非常果断的措施:

将这个过期的 Lane 强制提升为同步优先级的 SyncLane

javascript
// ReactFiberWorkLoop.js (简化逻辑)
function ensureRootIsScheduled(root: FiberRoot, currentTime: number) {
  // ...
  // 检查是否有任务被“饿”了太久
  markStarvedLanesAsExpired(root, currentTime);

  // 再次获取下一个要执行的 Lane
  const nextLanes = getNextLanes(root, root.suspendedLanes);

  // 如果因为过期,nextLanes 中包含了 SyncLane,则会以同步方式调度
  if (nextLanes === SyncLane) {
    scheduleSyncCallback(performSyncWorkOnRoot.bind(null, root));
  }
  // ...
}

案例:永不“饿死”的后台任务

想象一个新闻网站,页面上有一个“最新动态”模块,它通过一个低优先级的后台任务每 10 秒钟更新一次。同时,页面上有一个可以被用户拖拽的图表,拖拽会触发连续的、中等优先级的 InputContinuousLane 更新。

  • 正常情况: 用户没有操作时,每 10 秒的 DefaultLane 更新都能正常执行。
  • 饥饿风险: 如果用户长时间、不间断地拖拽图表,InputContinuousLane 的更新会持续产生。由于其优先级高于 DefaultLane,后台的“最新动态”更新可能会一直被中断,无法完成渲染,导致用户看到的信息越来越陈旧。
  • 过期机制介入: 假设 DefaultLane 的过期时间被设置为 currentTime + 5000(5秒后)。即使这个更新在 5 秒内一直被拖拽事件中断,5 秒钟后,markStarvedLanesAsExpired 会检测到它已过期。此时,这个 DefaultLane 会被“拔高”到 SyncLane 的级别。
  • 强制执行: 在下一次调度中,getNextLanes 会选中这个被提升的 SyncLane,并以同步、不可中断的方式将其渲染完毕。这样就保证了“最新动态”最迟在约 5 秒后一定能被更新,避免了无限期的饥饿。

通过这套优雅的过期机制,React 在保证高优先级任务优先响应的同时,也为低优先级任务提供了“最低生活保障”,构筑了一个既高效又鲁棒的并发调度系统。

优先级与一致性:React 如何化解更新冲突

一个自然而然的问题是:如果高优先级任务可以中断低优先级任务,当它们操作同一份数据时,React 如何保证最终状态的正确性,避免数据错乱或更新丢失?

答案是:React 通过“废弃并重做”(Abort and Retry)的策略,确保了数据的一致性。

当一个高优先级更新(如 SyncLane)到来并中断了正在进行的低优先级渲染(如 DefaultLane)时,React 并不会试图在低优先级任务已完成的工作基础上“缝补”。相反,它会采取更果断的措施:

  1. 废弃(Abort): React 会完全丢弃那个被中断的、尚未完成的 workInProgress 树。所有计算到一半的结果都会被抛弃。
  2. 执行高优任务: 它会优先完成这个高优先级任务的渲染,并将其结果提交到屏幕上。
  3. 重做(Retry): 当浏览器再次空闲时,React 会重新开始执行之前被中断的那个低优先级任务。关键在于,这次“重做”是基于一个已经包含了高优先级更新结果的全新 current 树。这确保了低优先级任务在执行时,能读取到最新的、一致的状态,从而避免任何数据冲突。

让我们通过两个具体的案例来剖析这个过程。

案例:计数器更新冲突

想象一个组件,它在 useEffect 中以低优先级更新一个计数器,同时用户可以通过点击按钮以高优先级更新同一个计数器。

jsx
function ConflictingCounter() {
  const [count, setCount] = useState(0);

  useEffect(() => {
    // 模拟一个低优先级的更新
    setTimeout(() => {
      setCount(c => c + 1); // 期望 count 变为 1
    }, 200);
  }, []);

  function handleClick() {
    // 用户点击,这是一个高优先级的同步更新
    setCount(c => c + 1); // 期望 count 在之前的基础上 +1
  }

  return <button onClick={handleClick}>Count is {count}</button>;
}

冲突过程分析:

  1. 低优任务启动: 组件挂载后,useEffect 中的 setTimeout 在 200ms 后触发 setCountrequestUpdateLane 分配一个 DefaultLane,React 开始渲染 count 为 1 的 workInProgress 树。
  2. 高优任务中断: 在 React 渲染 count 为 1 的过程中(比如只过了 10ms,渲染还没完成),用户点击了按钮。handleClick 触发了另一次 setCount。由于这是由用户交互触发的,requestUpdateLane 分配了 SyncLane
  3. 丢弃与重做: React 检测到更高优先级的 SyncLane,立即暂停了 DefaultLane 的渲染工作,并丢弃了计算到一半的 workInProgress
  4. 执行高优任务: React 同步执行 SyncLane 的更新。此时 count 的状态还是 0,执行 c => c + 1 后,count 变为 1。React 完成渲染并将 count 为 1 的结果提交到 DOM。
  5. 重启低优任务: 在完成 SyncLane 的任务后,root.pendingLanes 中还留着之前的 DefaultLane。React 在下一个调度周期会处理它。关键来了:它会从头开始执行 DefaultLane 的更新。此时,它读取到的 count 的当前值已经是 1。因此,它执行 c => c + 1,计算出的新状态是 2。

最终结果count 的值最终会正确地变为 2,而不是 1。React 通过“废弃重做”的机制,保证了两次更新都被正确应用,避免了“更新丢失”的问题。

案例:异步加载与同步过滤

这个场景更复杂:一个列表通过低优先级的异步请求加载数据,在数据返回并开始渲染时,用户输入了筛选条件,这是一个高优先级的操作。

jsx
function FilterableList() {
  const [items, setItems] = useState([]);
  const [filter, setFilter] = useState('');

  useEffect(() => {
    // 模拟API请求,低优先级
    fetch('/api/items').then(res => res.json()).then(data => {
      setItems(data); // 比如返回 ['Apple', 'Banana', 'Cherry']
    });
  }, []);

  const filteredItems = items.filter(item => item.includes(filter));

  return (
    <div>
      <input onChange={e => setFilter(e.target.value)} value={filter} />
      <ul>
        {filteredItems.map(item => <li key={item}>{item}</li>)}
      </ul>
    </div>
  );
}

冲突过程分析:

  1. 低优任务启动: useEffect 获取数据成功后调用 setItems,React 开始以 DefaultLane 渲染包含完整列表 ['Apple', 'Banana', 'Cherry']workInProgress 树。
  2. 高优任务中断: 渲染过程中,用户在输入框里输入了 “a”。onChange 事件触发 setFilter('a'),这是一个 SyncLane 的更新。
  3. 丢弃与重做: React 再次丢弃正在渲染的列表,转而优先处理 SyncLane 的更新。它将 filter 状态更新为 'a',并同步重新渲染组件。此时,items 状态仍然是 [](因为低优先级任务没完成),所以 filteredItems 也是 [],页面上没有变化,但输入框的值更新了。
  4. 重启低优任务: SyncLane 任务完成后,React 重新调度待处理的 DefaultLane(即 setItems)。它会基于最新的状态重新开始渲染。此时的状态是:items 即将变为 ['Apple', 'Banana', 'Cherry'],而 filter 已经是 'a'
  5. 最终渲染: 在这次新的渲染中,filteredItems 会被正确地计算为 ['Apple', 'Banana']。最终,用户会看到一个只包含 'Apple' 和 'Banana' 的列表。

通过这个机制,React 完美地协调了两个并发的更新,确保了最终的 UI 状态是完全一致和正确的,既反映了最新加载的数据,也反映了用户的筛选操作。

实战案例:Lane 如何协调更新冲突

理论知识最终要服务于实践。让我们通过两个具体的案例,来看看 Lane 模型在实际开发中是如何工作的。

案例一:用户输入与数据获取的优先级博弈

想象一个场景:用户在一个搜索框中快速输入文本,同时应用在后台发起了一个数据请求,请求成功后需要更新页面上的一个列表。

jsx
import React, { useState, useEffect, startTransition } from 'react';

function SearchComponent() {
  const [inputValue, setInputValue] = useState('');
  const [list, setList] = useState([]);

  // 模拟后台数据获取
  useEffect(() => {
    // 假设组件加载后 1s 返回数据
    setTimeout(() => {
      const fetchedData = ['Apple', 'Banana', 'Cherry', 'Date'];
      setList(fetchedData); // <--- 低优先级更新
    }, 1000);
  }, []);

  const handleChange = (e) => {
    setInputValue(e.target.value); // <--- 高优先级更新
  };

  return (
    <div>
      <input type="text" value={inputValue} onChange={handleChange} placeholder="Type here..." />
      <ul>
        {list.map(item => <li key={item}>{item}</li>)}
      </ul>
    </div>
  );
}

在这个例子中,会发生什么?

  1. 用户输入 (handleChange): 当用户在输入框打字时,onChange 事件是一个离散的用户交互。requestUpdateLane 会将其判定为 DiscreteEventPriority,并分配一个高优先级的 Lane,很可能是 SyncLane。这意味着 setInputValue 导致的重渲染会同步执行,用户会立刻看到输入的内容出现在输入框中,体验非常流畅。

  2. 数据获取更新 (setList): useEffect 中的 setTimeout 回调函数中执行的 setList,由于它不与任何直接的用户交互事件关联,requestUpdateLane 会将其判定为 DefaultEventPriority,并分配一个较低优先级的 DefaultLane

核心冲突与解决:如果在 setList 触发的低优先级渲染正在进行时,用户又输入了新的字符(高优先级更新),React 的调度器会毫不犹豫地中断正在进行的 DefaultLane 渲染任务,优先执行 SyncLane 的渲染任务,确保输入框的即时响应。待高优先级任务完成后,React 会在稍后的时间片重新尝试执行被中断的低优先级任务。

案例二:使用 startTransition 优化耗时渲染

现在考虑一个更复杂的情况:我们有一个按钮,点击后需要渲染一个非常庞大且计算量大的列表,直接渲染可能会导致页面卡顿。

jsx
import React, { useState, useTransition } from 'react';

// 假设这是一个计算量很大的组件
const HeavyComponent = ({ count }) => {
  const items = [];
  for (let i = 0; i < count; i++) {
    items.push(<li key={i}>Item {i + 1}</li>);
  }
  return <ul>{items}</ul>;
};

function TransitionExample() {
  const [isPending, startTransition] = useTransition();
  const [count, setCount] = useState(0);

  const handleClick = () => {
    startTransition(() => {
      // 将这个耗时的更新放入 transition 中
      setCount(5000); // <--- TransitionLane 更新
    });
  };

  return (
    <div>
      <button onClick={handleClick}>Render Heavy Component</button>
      {isPending ? (
        <p>Loading...</p>
      ) : (
        <HeavyComponent count={count} />
      )}
    </div>
  );
}

在这个例子中:

  1. startTransition 的作用: handleClick 中的 setCount(5000) 被包裹在了 startTransition 函数中。这相当于在告诉 React:“这个状态更新可能会导致界面卡顿,你可以从容地、可中断地处理它。”

  2. Lane 的分配: requestUpdateLane 在检测到当前更新处于一个 transition 上下文中时(通过 requestCurrentTransition()),会调用 requestTransitionLane(),为这次更新分配一个或多个 TransitionLane。这是一个非常低优先级的 Lane。

带来的好处

  • UI 不冻结:即使用户点击了按钮,开始渲染 5000 个列表项,由于它运行在 TransitionLane 上,这个渲染过程是可中断的。如果此时用户执行了其他更高优先级的操作(比如点击另一个按钮、输入文字),React 会立即暂停 HeavyComponent 的渲染,去响应用户的操作,从而保持了界面的流畅。
  • Pending 状态反馈useTransition 返回的 isPending 状态可以用来在过渡期间向用户显示加载指示(如 “Loading...”),提升了用户体验。

总结:Lane 不仅仅是优先级

通过本文的探讨,我们可以看到,React 的 Lane 模型远不止是一个简单的优先级数字。它是一个高度精密的、基于位掩码的并发调度框架,是 React 实现以下特性的基石:

  • 差异化更新:能够区分用户输入、动画、数据获取等不同来源的更新,并赋予它们不同的行为(同步、并发、可中断)。
  • 并发与中断:使得低优先级的渲染任务可以在不阻塞用户界面的情况下执行,并在高优先级任务到来时被中断和恢复。
  • 高级特性支持:为 Suspense 的异步数据加载、useTransition 的平滑状态过渡以及未来可能出现的 Offscreen API 等高级功能提供了底层的调度能力。

掌握 Lane 模型,意味着你不仅理解了 React “为什么快”,更理解了它“如何做到快”,这对于编写高性能的 React 应用、进行深度性能优化以及跟上 React 的发展潮流都至关重要。


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